Магнитная муфта с редукцией скорости вращения Советский патент 1991 года по МПК H02K7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в машиностроении при необходимости бесконтактной передачи механической энергии приводного двигателя рабочему механизму, находящемуся в изолированном объеме (например мешалка, турбина, насос, компрессор и т.д.), причем передача энергии может осуществляться с одновременной редукцией скорости вращения. Особо следует отметить возможность повышения скорости вращения свыше 3000 об/мин таких механизмов, как насосы для жидкостей и газов, а также возможность создания компактных тихоходных перемешивающих устройств, например, для биотехнологии.

Целью изобретения является повышение удельного передаваемого момента, расширение технологических возможностей применения и увеличение равномерности вращения ведомой полумуфты.

На фиг. 1 показаны конструкция магнитной муфты на постоянных магнитах с редукцией скорости вращения (nv-5V вариант, в разрезе; на фиг. 2 - элементы магнитопро- вода наружной полумуфты.

Муфта содержит наружную полумуфту 1, коммутатор 2 (промежуточный магнито- провод), внутреннюю полумуфту 3, полюсные выступы 4 наружной полумуфты 1, постоянные магниты 5 наружной полумуфты 1, две части 6 и 7 магнитопровода наружной полумуфты 1, элемент 8 коммутатора 2, экран 9, зазоры 10 между элементами 8 коммутатора 2, секторообразные магнитопро- воды 11 внутренней полумуфты 3, ее постоянные магниты 12, полюсные выступы 13 внутренней полумуфты 3, втулку 14 из немагнитного материала, вал 15 внутренней полумуфты 3.

Рассмотрим работу муфты в случае, когда наружная полумуфта 1 жестко связана с валом (не показан) приводного двигателя, и является ведущей, внутренняя полумуфта 3 жестко соединена валом 15 с рабочим механизмом и является ведомой, а неподвижный коммутатор 2 жестко связан с корпусом аппарата. В случае необходимости герметизации рабочего обьема аппарата устанавливают экран 9 из немагнитного материала, который выполнен в виде тонкостенной гильзы и может прилегать к элементам 8 коммутатора 2, а зазоры 10 могут заполняться немагнитным материалом, для придания коммутатору 2 вместе с экраном 9 требуемой прочности. Муфта может работать и без экрана 9. В положении, изображенном на фиг. 1, полюсные выступы 4 наружной полумуфты 1 создают в зазоре между коммутатором 2 и ведомой полумуфтой четырехполюсное магнитное поле, которое ориентирует ведомую полумуфту в исходном положении фиг. 1. Магнитный поток замыкается по пути, указанному стрелками для пары полюсов ведомой полумуфты. Из фиг. 1 видно, что в создании магнитного потока, а значит, и усилий взаимодействия полумуфт участвуют все магниты 5 и 12 обеих полумуфт 1 и 3. Магниты 5 ведущей полумуфты, разомкнутые в данном положении коммутатором, посылают свой машитный поток в кольцевые магнитопроподы 6 и 7, замыкающие все полюса corn вв с т вующей полярности, и таким обр ло 1 r-j ке участвуют в

создании рабочего потока, как и магниты, включенные коммутатором 2.

При повороте ведущей полумуфты на угол, соответствующий половине полюсного деления, намагниченными окажутся другие элементы 8 коммутатора 2 и ведомая полумуфта повернется в ту же сторону на половину полюсного деления. Но так как число полюсов ведущей полумуфты в m раз

0 больше, чем ведомой, во столько же раз полюсное деление ведущей полумуфты будет меньше, чем у ведомой. Поэтому очевидно, что при одном полном обороте ведущей полумуфты ведомая сделает пять оборотов,

5 т.е. осуществится редукция скорости вращения с передаточным числом .

Если ведущей сделать внутреннюю полумуфту 3, то наружная полумуфта 1 будет ведомой и будет вращаться в пять раз мед0 леннее. Ведущим может быть и коммутатор 2, тогда одна из полумуфт или обе могут быть ведомыми, процесс редукции при этом происходит аналогично описанному в прототипе.

5Очевидно, что по данному принципу

можно создавать муфту на большие передаваемые моменты при абсолютной герметизации на любое избыточное давление и при любом передаточном отношении.

0 Применение муфты дает возможность использовать одновременно весь магнитный материал для создания рабочего потока и передачи максимального вращающего момента.

5Увеличение поверхности соприкосновения полюса с магнитами по отношению к рабочей поверхности полюса позволяет повысить индукцию в рабочих зазорах, что обеспечивает больший момент.

0 Наличие зазоров 10 между элементами коммутатора 2 создает мертвую зону, при прохождении которой полумуфта 3 развивает несколько ослабленный момент, поэтому вращение становится неравномерным. Для

5 избежания этого явления указанную зону перекрывают за счет применения нескольких идентичных магнитных систем, сдвинутых относительно друг друга на угол, составляющий часть полюсного деления,

0 обратно пропорциональную количеству этих систем. При этом моменты систем складываются и вращение получается равномерным.

Формула изобретения

5 1. Магнитная муфта с редукцией скорости вращения, содержащая концентрично установленные наружную и внутреннюю полумуфты, снабженные магнитопроводами с полюсными выступами, постоянными магнитами и валами, коммутатор магнитного

потока, расположенный в зазоре между полумуфтами и выполненный в виде отдельных ферромагнитных элементов с разным числом полюсных выступов на поверхностях коммутатора, обращенных к наружной и внутренней полумуфтам, отличающаяся тем, что, с целью повышения удельнбго передаваемого момента, расширения технологических возможностей применения и увеличения равномерности вращения ведомой полумуфты, она снабжена немагнитной втулкой, установленной на валу внутренней полумуфты, и секторообраз- ными магнитопроводами, а магнитопровод наружной полумуфты выполнен в виде двух одинаковых частей, размещенных по оси муфты, при этом полюсные выступы, одной части смещены относительно полюсных выступов другой части на половину полюсного деления, магниты наружной полумуфты установлены с прилеганием намагниченными гранями к полюсным выступам обеих частей магнитопровода, а постоянные магниты

внутренней полумуфты укреплены на немагнитной втулке и прилегают своими намагниченными гранями с одной стороны - к полюсным выступам, а с другой к секторообразным магнитопроводам.

2. Муфта по п. 1,отличающаяся тем, что площадь полюсных выступов выполнена меньше площади граней магнитов, прилегающих к выступам.

3. Муфта по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я

тем, что она снабжена по крайней мере одной дополнительной магнитной системой наружной и внутренней полумуфт и коммутатора, аналогичной основной муфте и установленной соосно относительно основной муфты, при этом полюсные выступы наружной.полумуфты дополнительной магнитной системы смещены относительно полюсных выступов соседней сопрягаемой магнитной

системы на угол, равный полюсному делению, разделенному на число магнитных систем.

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повышение удельного передаваемого момента, расширение технологических возможностей применения, увеличение равномерности вращения, ведомой полумуфты. Магнитная муфта с редукцией скорости вращения содержит концентрично установленные наружную полумуфту 1, коммутатор 2 магнитного потока и внутреннюю лолумуфту 3. Кольцевые магнитопроводы полумуфт снабжены полюсными выступами 4 и 13 с размещенными между ними тангенциально намагниченными постоянными магнитами 5 и 12. Коммутатор 2 выполнен в виде отдельных ферромагнитных элементов 8, разделенных зазорами 10. При этом количество полюсных выступов коммутатора 2 на поверхностях, обращенных к наружной 1 и внутренней 3 полумуфтам различно. Постоянные магниты 12 установлены на немагнитной втулке и прилегают своими намагниченными гранями с одной стороны к секторообразным магнитопроводам 11, а с другой к полюсным выступам 13. Магнито- провод наружной полумуфты 1 выполнен в виде двух одинаковых частей 6 и 7, размещенных по оси муфты, при этом полюсные выступы 4 одной части 5 смещены относительно полюсных выступов 4 другой части 7 на половину полюсного деления. Магниты 5 наружной полумуфты 1 установлены с прилеганием намагниченными гранями к полюсным выступам 4 обеих частей 6 и 7 магнитопровода. Площадь полюсных выступов 4 и 13 может быть выполнена меньше площади граней магнитов 5 и 12. Наряду с основной муфтой соосно с ней могут быть установлены дополнительные муфты со смещением полюсных выступов соседних муфт на угол, равный полюсному делению, разде- ленному на число муфт. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л С о ч CD

13

12

12

Ю

Фиг{

to